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生产紧密配合的零件

我真的很希望能够打印出足够合身的运动部件,可以在没有过度摩擦的情况下移动,但也不会过度松动。使用 Ultimaker 2,我的期望应该是什么,我将如何生产合适的零件?

使用像 Openscad 这样的工具来生成参数化零件非常有用,因为它有助于创建几何精确的零件,例如齿轮和驱动轴,这些零件也具有精确的尺寸。当零件被打印并连接在一起时就会出现问题。

我最近打印了一些应该能够围绕轴自由旋转的齿轮,这些齿轮也被打印出来。我使轴比齿轮的中心孔小 0.1 毫米,希望它能够自由旋转,但是我发现我必须稍微钻出中心孔并打磨轴。然后我发现钻孔不精确,旋转中心偏离中心。

虽然这是一个有趣的问题,但它是模糊而宽泛的。您应该提到十几种不同的参数。例如,您在谈论什么类型的运动?旋转还是线性?您认为什么是过度摩擦和过度松动?你用的是什么材料,印刷方向是什么?您的印刷参数是什么(速度、层厚...)?如果您确实需要表面质量,则后处理是不可避免的。您可以使用丙酮平滑或机加工。但正如其他人所提到的,尝试和错误是最终的解决方案。
大多数机加工车间对金属的一般公差为 +-.005"(总共 0.010"),而 3D 打印的公差不到一半。您将不得不对您的打印机进行试验以找到它可以做什么,但我不知道有任何打印机(SLA、FFM 等)可以在不进行某种类型的打印后处理的情况下容纳 0.004"。

3个回答

我认为您在概念上有正确的想法,但基准测试通常是证明这一点的最佳方式。

你应该养成在设计时考虑装配的习惯。这意味着:

  • 孔尺寸应大于预期和/或轴应小于预期
  • 缩放并不总能解决问题!避免依赖缩放工具,因为它会导致减少/扩大您不打算缩放的功能
  • 我自己的经验表明,大约0.005" 到 0.010" (~125μm 到 ~250μm)间隙应该就足够了。但是,对于不同的打印机、耗材、气候等,您的情况可能会有所不同。
  • 还要考虑印刷过程中的材料收缩!

3D 打印部件的工作和配合有很多因素。

通过反复试验会发现很多问题,但让我们尝试让您走上正确的道路。

首先你的材料是最重要的。特别是它们的热膨胀系数,即当施加热量时塑料可以改变多少。例如,与 ABS 相比,PLA 的系数较低。这就是为什么 MakerBot 可以在没有加热床的情况下进行打印,但无法成功打印 ABS。

这是按材料分类的热膨胀系数列表

接下来要做的就是打印出几个测试项目,自己看看。下面是一个现实与期望的例子。如您所见,圆圈缩小了。它永远不会膨胀。所以你总会把它做得比你需要的更大。在下面的这个例子中还需要注意的是,块本身比预期的要大。最好的解决方案是不要期望高容差并在您的设计中构建大量柔性。

热膨胀示例

通常,您希望孔尺寸更大。如果我想要一个 4 毫米的最小孔,那么我可能会将其设为 5+ 毫米。

您能做的最好的事情是打印一个托盘并记录尺寸的不同。此外,对各种钉尺寸的印刷品也做同样的事情。以下是此类托盘的示例。

各种孔的打印示例

  • 此外,您可能想研究其他材料,如尼龙和碳纤维。

  • 更多技巧的重要来源。这是一个很棒的教程, 设计机械零件 - 通过 shapeways设计的 Whoosh 机器,关于设计零件。

  • 关于 3D 打印机的不同润滑剂的RepRap Wiki 文章。据我所知,大多数人使用硅润滑油作为零件。同样,这取决于您的材料。

图片来自此链接,创新站 - 设计 3D 打印部件的技巧

我无法证明第一个答案中列出的经验数据,但我不得不处理分两部分打印的许多组件,以便通过设计合并的渠道进行连接。我总是发现,作为参考,一个宽度和长度为 0.98" 的盒子会安全但自由地滑入一个宽度和长度为 1" 的方形通道中。

我要指出的是,我明确表示他们应该尝试自己,因为考虑到因素的数量,没有可靠的答案。不同品牌的解放军将截然不同。由于颜料会改变化学成分,因此即使是同一品牌的颜色也会有所不同。然后我们有带风扇的打印机。材料时代。空气中的湿度。环境温度因素太多了。
我完全同意并且不否认个别试验和错误会产生最可靠的结果。不同的几何形状和材料都会产生不同的部件对部件的特性,我刚刚发现上述公差范围内的盒子到方形通道的连接在过去非常有效。

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